Астрономы выявили самую молодую экзопланету, обнаруженную с помощью транзитного метода.

Транзитный метод представляет собой один из ключевых способов для обнаружения экзопланет. Он позволяет определить размеры объектов, а также выявить наличие атмосферы и даже оценить ее состав. К сожалению, этот метод эффективен только при благоприятном расположении системы, когда экзопланеты проходят между нами и звездой, совершая транзит. В таком случае, по изменению излучения звезды ученые могут обнаружить экзопланету.

Согласно данным архива NASA, транзитным методом было открыто более 4,3 тысячи из 5,8 тысячи подтвержденных экзопланет. При этом только несколько десятков транзитных экзопланет вращаются вокруг звезд возрастом от 10 до 40 миллионов лет.

Ранее считалось, что поймать транзитным методом более молодые экзопланеты практически невозможно — они, вероятно, скрыты под плотной пылью протопланетного диска. Кроме того, в таком юном возрасте они еще не завершили все этапы формирования, что усложняет их обнаружение.

Тем не менее, сегодня мы знаем, что внутренняя часть диска довольно быстро рассеивается, а внешняя иногда искривляется и смещается. Именно это произошло с диском звезды IRAS 04125+2902.

За IRAS 04125+2902 астрономы наблюдают с помощью космического телескопа TESS с 2019 года. В результате удалось зафиксировать 17 транзитов экзопланеты IRAS 04125+2902 b. Полученные данные ученые подтвердили наблюдениями с телескопов обсерватории Лас-Кумбрес (LCO). Статья с описанием открытия опубликована в журнале Nature.

Переменная звезда IRAS 04125+2902 типа Т Тельца расположена в молекулярном облаке Тельца, потенциально ближайшем к нам районе звездообразования, на расстоянии 522 световых лет от Солнечной системы. По оценкам авторов нового исследования, возраст IRAS 04125+2902 составляет примерно 3,3 миллиона лет, что означает, что и экзопланета также не старше. Более того, она в три раза моложе предыдущего рекорда по транзитам.

Существуют несколько таких же молодых звезд с экзопланетами, которые были обнаружены прямыми наблюдениями, а также некоторые неподтвержденные экзопланеты, открытые методом радиальных скоростей. Все эти экзопланеты очень массивные, некоторые из них близки к коричневым карликам. Новая экзопланета IRAS 04125+2902 b, когда она "повзрослеет", станет небольшой, хотя в настоящее время она размером с Юпитер, примерно в 10,7 раза больше Земли.

Планеты в возрасте от 10 до 700 миллионов лет, как правило, крупные, но значительно менее плотные, чем их старшие "собратья". Так, юные газовые гиганты на протяжении первых 20-30 миллионов лет в 1,4-2 раза больше Юпитера. Масса открытой экзопланеты составляет менее 0,3 массы Юпитера. Это означает, что статистически она не является настоящим гигантом, а представляет собой раздутое предшественника субсатурна (в четыре-семь раз больше Земли) или даже субнептуна (в 1,5-4 раза больше Земли). Это предположение подтверждается тем, что звезда также небольшая — 0,7 массы Солнца. У малых звезд редко встречаются огромные экзопланеты.

Внутренняя зона протопланетного диска рассеялась до расстояния около 20 астрономических единиц (астрономическая единица — среднее расстояние от Земли до Солнца). В Солнечной системе это орбита Урана. Экзопланета с орбитальным периодом 8,8 земного дня вращается на расстоянии около 0,077 астрономической единицы от звезды (у Меркурия это 0,39 астрономической единицы).

Астрономы смогли зафиксировать планету транзитным методом, потому что внешняя часть диска сильно наклонена. Этот наклон можно было бы объяснить плоскостью вращения звезды, но она примерно совпадает с орбитальной плоскостью экзопланеты. Также на диск мог повлиять компаньон звезды, но его движение тоже, скорее всего, совпадает с движением звезды и экзопланеты. В общем, ученые не смогли объяснить наклон диска.

В компьютерных моделях областей с активным звездообразованием внешние области протопланетных дисков нередко смещаются и искривляются под воздействием объектов в окружающем пространстве звезды. Например, форму диска может изменять вещество, "падающее" из облака на звезду. Астрономы встречают искривленные диски, но пока не известно, насколько часто они встречаются.

С учетом массы и размеров планеты можно предположить, что у нее достаточно раздутая атмосфера — отличная цель для дальнейших наблюдений с помощью космического телескопа "Джеймс Уэбб". Уточнить динамику системы помогут новые данные радиотелескопов ALMA. Также стоит продолжить поиск подобных объектов в скоплениях молодых звезд. Возможно, во многих юных системах имеются столь "кривые" диски.